Retningslinier for Opstilling af Grundvandsmodeller - National ...

Retningslinier for Opstilling af Grundvandsmodeller © 2000 GEUS
3.5 Retningslinier vedr. milepæl 4 – Modelsimuleringer og usikkerhedsanalyse
I forbindelse med simuleringer med en kalibreret og valideret model skal der vælges en referencekørsel og
modellens anvendelighed skal demonstreres ved gennemførelse af et begrænset antal simuleringer. Brug af
model kan være relateret til f.eks. vurdering af den udnyttelige grundvandsressource, afgrænsning af områder
med opadrettede- eller nedadrettede gradienter, vurdering af grundvandsdannelse til øvre og dybe magasiner,
afgrænsning af grundvandsdannende oplande ved 3D partiklebanesimuleringer og vurdering af transporttider
og opholdstider. Metoder til beskrivelse af usikkerheden i forbindelse med simuleringsscenarier skal indgå i
simuleringerne.
I forbindelse med et omfattende modelarbejde anbefales det at der udarbejdes en standardiseret modelrapport,
”excecutive summary”, modelabstract og foretages arkivering af modelsetup med indberetning til
landsdækkende model metadatabase. Modelrapporten skal klart dokumentere omfanget af den nuværende
systemforståelse, kalibrerings- og valideringsresultatet, betydning af usikkerheder på input, parametre, processer
og konceptuel model for simuleringsresulatater og evt. forslag til videre arbejde. Resultater af eksterne
reviews bør også klart fremgå.
Vedligeholdelse, opdatering og udbyging af modeller forudsætter at rådata og processerede data håndteres på
en veldokumenteret måde, så de på et senere tidspunkt kan ”lukkes op” og anvendes evt. videreudbygges. En
forfining af en model kan ske i de fleste præprocessorer, men vil oftest forudsætte indbygning af mere detaljerede
data vedr. grundvandsdannelse, geologisk model, randbetingelser osv. En række elementer kan dog
med fordel genbruges. Hvis man yderligere detaljerer en regional konceptuel model med nye feltdata, kan
denne information godt efterfølgende indbygges i den regionale model, forudsat man er omhyggelig med evt.
skalaproblemer. Derimod kan man ikke uden videre overføre de parameterværdier fra den kalibrerede lokale
model tilbage til den regionale model.
RETNINGSLINIE 43. Første trin i en simulering kan være, at lave en simulering med modellen for referencekørslen
(Henriksen, 2000d). De øvrige simuleringer kan i såfald sammenlignes med denne. Referencekørslen
kan med fordel udvælges så den klimatisk svarer til kalibrerings- og simuleringsperioden, men med
en simulering hvor vandindvindingen nulstilles (altså en kørsel uden oppumpning). En anden mulighed er at
benytte en referencekørsel med de nuværende oppumpningsforhold. Referencekørlsen bør fastlægges så der
er enighed om denne mellem modellør, rekvirent og evt. reviewer, før simuleringsscenarierne udarbejdes.
Andet trin består efterfølgende i at køre modellen med nogen få udvalgte scenarier med ændrede oppumpnings-,
klima- og arealanvendelsesscenarier, med henblik på i første omgang at præsentere og demonstrere
modellens anvendelighed som et værktøj til at beskrive forskellige typer påvirkninger overfor rekvirenten.
Disse simuleringsscenarier skal efterfølgende sammenlignes, dokumenteres og drøftes, før der gennemføres
yderligere scenarier. De yderligere simuleringskørsler bør i øvrigt omfatte mere ekstreme påvirkninger af
det hydrologiske system, med hensyn til afgrænsning af en bred vifte af randbetingelser.
RETNINGSLINIE 44. Numeriske grundvandsmodeller kan bidrage til kvantitative beskrivelser af grundvandsdannelsen,
men gennemsnitsværdier er følsomme i forhold til længden af perioden der midles over og
starttidspunktet for simuleringsperioden, samt usikkerheder på bl.a. parameterværdier og konceptuel model
(Henriksen, 2000d). En pragmatisk metode at løse dette problem på kan være at foretage en ”tilfældig” udvælgelse
af data til simuleringen, på baggrund af historiske data for f.eks. en 20 års periode. Hvis det f.eks.
antages at en ”treårs-periode (=36 måneder)” er den relevante ”kritiske længde på simuleringsperioden”,
og den første måned i simuleringsperioden er januar, så består metoden i tilfældigt at generere et tal mellem
1 og 20, og vælge den tilsvarende januar måned fra 20 års perioden. Herefter genereres et tilfældigt tal for
februar og der vælges data fra denne måned i 20 års perioden. Dette gentages indtil der foreligger en enkelt
”randominiseret” realisation med en længde på 36 måneder (samt desuden data for en initialperiode f.eks.
1-3 år, afhængigt af følsomhed overfor initialværdier, genereret på tilsvarende vis). Herefter køres modellen
og der foretages udtræk af grundvandsdannelsen for 3-årsperioden (performance indikator). Herefter genereres
en ny realisation for den 3-årige simuleringsperiode (incl. data for initialperioden), og der laves endnu
en simuleringskørsel og udtrækkes grundvandsdannelse for realisation nr. 2. Denne procedure gennemføres
31